CH695125A5 - Verfahren zur Übermittlung von Daten an ein Fahrzeug. - Google Patents

Description

  



   Die Erfindung betrifft Verfahren zur Übermittlung von Daten an ein  Fahrzeug sowie ein Modul zur Ausführung des Verfahrens, einen Signalgeber  zur Ausführung des Verfahrens und ein Fahrzeug. 



   Geschwindigkeitsübertretungen, das Nichtbeachten von Warnsignalen  oder das Übersehen von Gefahrensituationen im Strassenverkehr führen  zur Gefährdung von Verkehrsteilnehmern und haben schon unzählige  Verkehrsunfälle verursacht. Geschwindigkeitsübertretungen oder Nachlässigkeiten  dieser Art geschehen nicht immer mutwillig. Der Fahrkomfort moderner  Fahrzeuge bewirkt, dass beispielsweise oft gar nicht bewusst wahrgenommen  wird, wie schnell ein Fahrzeug unterwegs ist. Der Tachometer, der  in dieser Hinsicht Klarheit verschaffen würde, wird nicht von allen  Fahrern dauernd konsultiert. Insbesondere dann, wenn die Unfallgefahr  sowieso schon gross ist, z.B. bei Übermüdung, wird oft die Geschwindigkeit  "vergessen" oder ein Signal oder ein schwächerer Verkehrsteilnehmer  wie ein Fussgänger, Radfahrer etc. übersehen.

   Es wäre daher wünschenswert,  dass Fahrzeuge mit einem System ausgestattet wären, das ihnen beispielsweise  das Aussenden eines Alarmsignales beim Überschreiten der Höchstgeschwindigkeit  oder einer bestimmten, nur wenig über dieser liegenden Toleranzgeschwindigkeit  oder beim Nichtbeachten einer Gefahrensituation erlaubt. Lösungsansätze  für dieses Problem sind vorhanden. An verkehrsneuralgischen Punkten  sind beispielsweise häufig mit einer grossen,    vielleicht blinkenden  Anzeige verbundene Geschwindigkeitsmesser angebracht, die den Fahrer  mit einem optischen Signal auf seine augenblickliche Geschwindigkeit  aufmerksam machen.

   Ein anderer Vorschlag (NL-C-001930) sieht das  Anordnen von unter der Strassenoberfläche vergrabenen Antennen vor,  die an ein im Fahrzeug installiertes Gerät Informationen über seine  momentane Geschwindigkeit und die aktuelle Höchstgeschwindigkeit  zusendet. Auch in der FR-A-2 669 282 wird ein System beschrieben,  das einen fest installierten Sender und ein im Fahrzeug angebrachtes  Empfangsgerät vorsieht. Alle diese Systeme haben den gemeinsamen  Nachteil, dass sie relativ aufwändige, ortsfeste Installationen vorsehen.  Diese müssen, um eine umfassende Wirkung des Systems gewährleisten  zu können, in sehr grosser Zahl angebracht werden und sind deshalb  für den Steuerzahler teuer und weisen ausserdem einen hohen Energieverbrauch  auf. Hier setzt die vorliegende Erfindung an. 



   Der vorliegenden Erfindung liegt also die Aufgabe zu Grunde, ein  Verfahren zur Überwachung von verkehrsrelevanten Daten von Fahrzeugen  zur Verfügung zu stellen, das die Nachteile bestehender Verfahren  nicht besitzt, das vorzugsweise keine aufwändigen und teuren ortsfesten  Installationen aufweist oder bedingt und das auch keinen grossen  Energieverbrauch mit sich bringt. 



   Diese Aufgabe wird durch die in den Patentansprüchen definierte Erfindung  gelöst. 



   Das erfindungsgemässe Verfahren beruht im Wesentlichen darauf, dass  sich im Fahrzeug ein Sender und ein Empfänger befindet, welche ein  Anregungssignal aussenden und eine Antwort aufnehmen und verarbeiten.  Das Anregungssignal wird durch einen Signalgeber ausserhalb des Fahrzeuges,  bspw. am Strassenrand oder direkt neben einem Schienentrassee, beantwortet.  Abhängig vom Anregungssignal sendet dieser Signalgeber die verkehrsrelevante  Information aus, die vom Empfänger    im Fahrzeug verarbeitet und  an den Fahrzeugführer bspw. als Anweisung ausgegeben wird. 



   Als Voraussetzung für das erfindungsgemässe Verfahren werden Sender  und Empfänger im Fahrzeug angebracht, bspw. unter der Motorhaube  eines Personenwagens oder im Inneren des Steuerwagens eines Schienenfahrzeugs.  Die Energieversorgung erfolgt vorzugsweise über die Stromversorgung  des Fahrzeuges. Im Innern des Fahrzeuges wird bspw. ein Mittel zur  Verfügung gestellt, das ein Alarmsignal aussenden kann. Das Alarmsignal  wird ausgelöst durch bspw. programmierbare Datenverarbeitungsmittel,  an die einerseits durch den Empfänger die vom passiven Element übertragene  Information, andererseits durch die Bordelektronik die Fahrdaten  übermittelt werden. Ein Alarmsignal kann akustischer Natur sein oder  darin bestehen, dass die Hinterleuchtung eines Armaturenbretts oder  eine Anzeige auf demselben die Farbe wechselt.

   Alternativ oder ergänzend  zum Auslösen des Alarmsignales können auch auf einem im Innern des  Fahrzeuges angebrachten Display jederzeit aktuelle Informationen  angezeigt werden. Für mit Bordcomputer ausgestattete Motorfahrzeuge  ergibt sich sogar die weitere Möglichkeit, dass anstelle des Aussenden  eines Alarmsignales in die Treibstoffzufuhr eingegriffen wird. Das  kann dann sinnvoll sein, wenn die Information eine erlaubte Höchstgeschwindigkeit  beinhaltet. Mit einem solchen Eingriff kann eine erzwungene Geschwindigkeitsbegrenzung,  bspw. auf eine um höchstens 5% über der erlaubten Höchstgeschwindigkeit  liegende Geschwindigkeit, erwirkt werden. Eine solche erzwungene  Geschwindigkeitsbegrenzung könnte zum Beispiel sogar vom Gesetzgeber  unterstützt und für Fahrer vorgeschrieben sein, die wiederholt einer  Geschwindigkeitsübertretung überführt wurden. 



   Die vom Empfänger aufgenommene und im Fahrzeug verarbeitete Information  ist auf jeden Fall flüchtig, das heisst sie ist nur so lange gültig,  wie sich das Fahrzeug auf dem Wegabschnitt befindet, auf den sie  sich bezieht. Sie wird daher immer nur    so lange als aktuell gespeichert  und je nachdem angezeigt, bis eine von einem nächsten Signalgeber  übermittelte Information empfangen wird. Zusätzlich kann noch vorgesehen  sein, dass sie auch immer dann gelöscht wird, wenn eine gewisse Zeit  vergangen ist seit ihrem Eintreffen. Alternativ dazu kann auch ein  "Set-Reset"-Mechanismus vorgesehen sein. Ein solcher könnte beispielsweise  vorsehen, dass ein auf der Rückseite einer Verkehrstafel angebrachter,  dem Signalgeber zugeordneter zweiter Signalgeber vorhanden ist.

   Ein  Alarmsignal wird dann nur so lange ausgesandt, bis dieser zweite  Signalgeber auf ein in Rückwärtsrichtung abgesandtes Anregungssignal  hin ein "Resetsignal" abgibt. 



   Die von den Signalgebern übertragenen verkehrsrelevanten Daten können  unterschiedlicher Natur sein. So können Signalgeber ortsfest bei  Verkehrs-tafeln angebracht sein und die von den Verkehrs-tafeln angezeigten  Informationen aufweisen und ans Fahrzeug übertragen. Solche Informationen  können Geschwindigkeitsbegrenzungen, Stopp- oder Vortrittswarnungen  etc. beinhalten. Ein in Abhängigkeit von solchen Informationen eventuell  bewirktes Alarmsignal kann dann je nachdem beim Unter- oder Überschreiten  einer Mindest- oder Höchstgeschwindigkeit, bei einer als zu hoch  berechneten Geschwindigkeit in der Nähe eines Stoppsignales oder  in einer gefährlichen Kurve etc. ausgelöst werden.

   Auch an Bahnübergängen  können Signalgeber angebracht sein, die je nachdem nur dann im Bereich  sind, in dem sie vom Anregungssignal getroffen werden, wenn der Bahnübergang  geschlossen ist. Es ist aber auch nicht notwendig, dass ein Signalgeber  fest installiert ist. Er kann auch an anderen Verkehrsteilnehmern  wie Fussgänger, Rollstuhlfahrer, Fahrradfahrer, andere Automobilisten  oder Motorradfahrer etc. angebracht sein. Die von einem solchen Signalgeber  übertragene Information würde bspw. vor speziell mit dem bezeichneten  Verkehrsteilnehmer verbundenen Gefahren warnen. Als Beispiele seien  hier lediglich Signalgeber erwähnt, welche an Blindenstöcken, Lichtreflektoren  für Kinder im Strassenverkehr etc. angebracht sind und eine entsprechende  Warnung übermitteln können. Die im Signalgeber gespeicherte Information  kann auch zeitlich veränderliche und bspw.

      von einer Verkehrsleitzentrale  gesteuerte oder automatisch auf Luftfeuchtigkeits- und/oder Temperaturunterschiede  reagierende Angaben enthalten. So kann bspw. eine Höchstgeschwindigkeit  bei prekären Wetterverhältnissen und/oder an schwierigen Strassenlagen  (nasse oder vereiste Kurven oder Brücken) heruntergesetzt werden.  Wenn die Signalgeber, eventuell zusätzlich zu den vorstehend diskutierten  Informationen, noch Navigationsangaben wie Strassennummern, Strassennamen,  weitere geographische Angaben etc. übermitteln können, wird aus dem  erfindungsgemässen System gleichzeitig auch noch eine ungleich kostengünstigere  Alternative zu den bestehenden oder aufkommenden aufwändigen Verkehrsnavigationssystemen.  Ein weiteres Anwendungsfeld ergibt sich bei Schienenfahrzeugen oder  eventuell gar bei Seilbahnfahrzeugen.

   In modernen Eisenbahnlokomotiven  bspw. sieht man sich mit dem Problem konfrontiert, dass zum effizienten  Betrieb eine Fülle von Information über die Fahrstrecke (Höchstgeschwindigkeiten,  Weichen, Kurvenradien, Bahnübergänge, Kreuzungen etc.) verarbeitet  und natürlich auf den aktuellen Aufenthaltsort des Zuges abgestimmt  werden muss, was unter anderem auch ein Ortungsproblem (auf welchen  Schienenabschnitt befindet sich der Zug genau) bewirkt. Aufwändige  Lösungen der Ortungsprobleme von Zügen, die bspw. auch in Tunnels,  in Abwesenheit der Verfügbarkeit von GPS-Signalen, wirksam sind,  sowie Ansätze zum "map matching", dem Anpassen der Ortungsinformation  an vorhandene Karten und Streckeninformationen werden derzeit fieberhaft  entwickelt.

   Eine erfindungsgemässe Lösung mit Signalgebern am Rand  des Trassees und mit einem Sender/Empfänger im Innern der Lokomotive,  des Steuer- oder Treibwagens kann dabei eine höchst elegante und  äusserst kostengünstige Alles-in-einem-Lösung sein. Ortsangaben und  Informationen über die Fahrstrecke können einfach im vom Signalgeber  übermittelten Signal vorhanden sein. Welcher Art auch immer das Informationssignal  ist, es setzt einen Kontrast zu bestehenden Verkehrsleit-, -warn-  oder Navigationssystemen, indem es weg vom Weg hin zum immer Komplexeren,  ständig weiter Ausgebauten führt. Genial einfach statt kompliziert  ist der Weg, den die Erfindung geht. 



     Gemäss einer Ausführungsform sind die Signal-geber als passive  Elemente ausgebildet. Die Funk-tion des Anregungssignals ist in diesem  Fall bspw. lediglich das Ermöglichen eines Sendevorgangs durch den  Signalgeber. Das Anregungssignal muss dann keine Informationen übertragen,  sondern nur die Anregung und die Energie für den Sendevorgang zur  Verfügung stellen. Es kann also streng periodisch und nicht moduliert  sein. Auf dem oder im passiven Element ist die zu übertragende verkehrsrelevante  Information gespeichert. Der Signalgeber wird, angeregt durch das  Anregungssignal, ein Informa-tionssignal mit den Informationen zum  Fahrzeug zurückzusenden, wo dieses von einem Empfänger aufgenommen  und anschliessend weiterverarbeitet wird.

   Als passiv werden in diesem  Kontext Elemente oder Signalgeber bezeichnet, bei denen die Energie  für das Aussenden des abgehenden Signals vom Anregungssignal stammt.  Dass der Signalgeber passiv ist, schliesst nicht aus, dass er noch  mit zusätzlichen Kontrollmitteln versehen sein kann, die über eine  eigene Energieversorgung verfügen. Solche Kontrollmittel können die  vom Signalgeber auszusendenden Daten kontrollieren und beispielsweise  auf sich verändernde Strassenverhältnisse reagieren. 



   Eine weitere Ausführungsform beruht darauf, dass die Signalgeber  aktiv sind und über eine fahrzeugunabhängige Energieversorgung verfügen.  In einem solchen Fall können die Signalgeber bspw. so programmiert  sein, dass sie Informationssignale nur dann aussenden, wenn sie ein  Anregungssignal von einem Fahrzeug empfangen. Auf diese Weise wird  der Energiespareffekt auch bei aktiven Signalgebern erzielt. Aktive  Signalgeber sind bspw. dann sinnvoll, wenn sowieso eine Verbindung  zu einer Verkehrsleitzentrale vorhanden ist. Alternativ dazu ist  das Anbringen einer Solarzelle als Energieversorgungsmittel für einen  aktiven Signalgeber denkbar. Auch im aktiven Signalgeber sind vorzugsweise  die verkehrsrelevante Information gespeichert. Natürlich funktioniert  das erfindungsgemässe Verfahren auch mit einer Kombination von aktiven  und passiven Signalgebern. 



     Eine Möglichkeit zur Realisierung des erfindungsgemässen Verfahrens  besteht darin, dass ein einziges im Fahrzeug installiertes Modul  den Sender, den Empfänger sowie Informationsverarbeitungsmittel aufweist.                                                      



   Zur Signalübertragung werden vorzugsweise elektromagnetische Wellen  verwendet, wobei aber auch die Verwendung von Ultraschall nicht ausgeschlossen  sein soll. Im Radiowellenbereich (bei etwa 1 MHz) arbeitende und  als Signalgeber dienende passive Elemente sind bekannt, beispielsweise  als Identifikationsmedien mit passiven elektronischen Datenträgern.  Solche Identifikationsmedien besitzen eine integrierte Empfangsantenne  zum Empfang von Betriebsenergie, eine passive elektronische Kontroll-einheit  und eine (eventuell mit der Empfangsantenne identische) Sendeantenne.  Sie sind beispielsweise kartenförmig ausgebildet und werden bei Skiliftanlagen  als Tages- oder Abonnementskarten verwendet.

   Als passive Signalgeber  gemäss der Erfindung dienende Elemente können bspw. analog zu solchen  Identifikationsmedien ausgebildet sein, wobei je ein zugeordneter  Radiowellensender und -empfänger im Fahrzeug angebracht ist. Im Vergleich  zum bei Skiliftanlagen verwendeten System müssen natürlich in mancher  Hinsicht Anpassungen gemacht werden. Der Sender wird bspw. so ausgebildet  sein, dass eine gerichtete Abgabe der Strahlung, also des Anregungssignales,  in einen Abstrahl-Kegel erfolgt, wobei der Öffnungswinkel des Kegels  vorzugsweise höchstens 30 DEG  und beispielsweise höchstens 15 DEG  beträgt. Der Kegel ist so ausgerichtet, dass er sich von der Fahrtrichtung  nach rechts erstreckt.

   Weiter wird ein erfindungsgemässer Signalgeber  eine viel grössere Empfangsantenne besitzen als die erwähnten Identifikationsmedien,  um eine entsprechend grössere Reichweite von mindestens 20-30 m zu  gewährleisten. 



   Selbstverständlich können auch Mikrowellen oder Infrarotstrahlung  zur Signalübertragung verwendet werden. Im optischen Bereich arbeitende  passive Elemente sind bekannt, beispielsweise als Laser-auslesbare  Strichcodes. Als im    Infrarot- oder eventuell im optisch sichtbaren  Bereich arbeitende Sender kommen beispielsweise im Fahrzeug-Frontlicht  integrierte Laser in Frage. Diese haben natürlich den Vorteil, dass  ein gerichtetes Aussenden einfach zu bewerkstelligen ist und dass  deshalb die Sendeleistung klein gehalten werden kann. Als Signalgeber  dienen dann auf jeder oder in der Nähe jeder Geschwindigkeitsbegrenzungstafel  angebrachte Folien oder Beschichtungen mit einer im Arbeits-Frequenzbereich  inhomogenen und/oder anisotropen Reflek-tivität.

   Der im Frontlicht  standardmässig vorhandene Parabolspiegel kann je nachdem als Teil  des Empfängers zur Bündelung des vom Signalgeber zurückgeworfenen  Signales dienen. 



   In der Fig. 1 ist sehr schematisch ein Ausführungsbeispiel der Erfindung  dargestellt. In einem Fahrzeug, nämlich einem Personenwagen 1 mit  einer Motorhaube 3, sind ein Sender 5 und ein Empfänger 7 eingebaut.  Der Sender 5 strahlt ein hier streng periodisches und also nicht  moduliertes Ra-dio-wellen-Anregungssignal ab. Das Abstrahlen erfolgt  gerichtet in einen Abstrahl-Kegel 9 mit einem Öffnungswinkel. Der  Abstrahl-Kegel 9 ist so ausgerichtet, dass sich seine Schwerpunktslinie  mit der in der Figur durch einen Pfeil 10 bezeichneten Fahrtrichtung  einen spitzen Winkel bildet und rechts von dieser liegt. An einem  Verkehrssignal 11 mit einem Pfosten 13 ist ein passives Element 15  der vorstehend beschriebenen Art angebracht. Es kann beispielsweise  als auf den Pfosten 13 aufgeklebte Folie ausgebildet sein.

   Dieses  als passiver Signalgeber dienende Element 15 sendet ein Informationssignal  aus, das vom Empfänger 7 empfangen werden kann. Die Energie zum Aussenden  dieses Informationssignales stammt vom Anregungssignal. 



   Es versteht sich, dass die Erfindung nicht unbedingt (wie in der  Figur dargestellt) bei einem Personenwagen oder Lastfahrzeug angebracht  sein muss. Sie kann selbstverständlich ebenso gut bei einem Zwei-  oder Dreiradfahrzeug oder, wie    vorstehend ausgeführt, bei einem  Schienenfahrzeug, einer Seilbahn o.a. eingesetzt werden.

Claims (16)

1. Verfahren zur Übermittlung von Daten an ein Fahrzeug, umfassend die folgenden Schritte: - Aussenden eines Anregungssignals durch einen sich im Fahrzeug befindenden Sender (5), - Empfangen des Anregungssignals durch mindestens einen ausserhalb des Fahrzeugs befindlichen Signalgeber (15), welcher im Wesentlichen als Folie ausgebildet ist, - Aussenden eines Daten enthaltenden Informationssignals durch den mindestens einen Signalgeber (15) in Abhängigkeit vom Anregungssignal, - Empfangen des Informationssignals durch einen im Fahrzeug befindlichen Empfänger (7), - Ausgeben einer verkehrsrelevanten Information an den Fahrzeuglenker.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Signalgeber (15) ortsfest installiert ist.

3.

Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Signalgeber (15) an einem Verkehrsteilnehmer angebracht ist.

4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sender (5) ein periodisches, nicht moduliertes Anregungssignal aussendet.

5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie aufgeklebt ist.

6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Signalgeber (15) ein passives Element ist und dass der -Signalgeber (15) die Daten gespeichert hat.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Signalgeber (15) ein Reflektor für elektromagnetische Wellen ist.

8.

Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Sender (5) ein elektromagnetisches Anregungssignal mit einer Frequenz im Radiowellen- oder im Mikrowellenbereich aussendet und dass jeder Signalgeber (15) eine Empfangsantenne zur Aufnahme von Betriebsenergie, eine passive, die Daten enthaltende elektronische Kontrolleinheit und eine Sendeantenne besitzt.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Signalgeber (15) als aktives Element ausgebildet ist, eine vom Fahrzeug unabhängige Energieversorgung aufweist und dann ein Informationssignal aussendet, wenn es ein Anregungssignal empfängt.

10.

Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrzeuginsassen in Abhängigkeit von der übertragenen Information durch ein optisches und/oder akustisches Signal informiert oder alarmiert werden.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die vom Signalgeber übermittelte Information einen Geschwindigkeitswert sowie even-tuell einen Gefahrenhinweis enthält und dass die Insassen des Fahrzeuges informiert oder alarmiert werden, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit eine mit dem Geschwindigkeitswert in vordefinierter Relation stehende Geschwindigkeit unter- oder überschreitet.

12. Verfahren nach einem vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die vom Signalgeber übermittelte Information Navigationsangaben enthält.

13.

Modul zur Ausführung des Verfahrens nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es den Sender (5) und den Empfänger (7) enthält.

14. Signalgeber (15) zur Ausführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 11.

15. Signalgeber (15) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass er als passives Element ausgebildet ist.

16. Fahrzeug (1) zur Verwendung in einem Verfahren gemäss einem der Ansprüche 1 bis 12 mit einem Empfänger (7) zum Empfangen von Informa-tionssignalen, welche Informationssignale von ausserhalb des Fahrzeugs befindlichen Signalgebern (15) ausgesandt werden, gekennzeichnet durch einen im Fahrzeug integrierten Sender (5) zum Aussenden eines Anregungssignales für die Signalgeber (15).